Marantz ST-54 튜너 수리 (5), 망망대해를 바라보며

글쓴이 : SOONDORI

기기를 요리조리 돌리고 들었다 놨다하며 그린 Q313 트랜지스터 중심 주변회로는 다음과 같다.

여기서… MPX IC #10 선로 즉, 콜렉터 라인에 전압이 공급되지 않는다면 Q313은 아무 것도 할 수 없다. 방법은 IC쪽에서 공급되는 것뿐인데 그럴 수 있을까? 뭔가 좀 이상하다.

■ VCO STOP

Q313의 배치목적은? 스테레오 동작에 관여하는 Voltage Controlled Oscillation 제어. LA3410 데이터-시트에 그 단서, ‘VCO Stop Method #2’가 적혀 있다.

본래 무극성 커패시터 두 개(C9와 C10)를 써야 하지만 그것이 제조자에게는 부담일 것이니 D1을 붙이고 일반 극성 커패시터를 써도 된다는, 우회대안을 제시하고 있다. 그건 그렇다치고… 이 트랜지스터는 아래 그림의 RS, VS 조합에 상당한다. (다만… 실물에서는 RS/VS가 #10에 연결되어 있다)

콜렉터 전원은 IC가 공급하는 것인지? 아무튼… MPX IC #11이 다음 그래프를 충족하는 조건의 High 상태가 되면 VCO Stop 즉, Mono로 동작하는데 최소 VCO Stop 전압을 5.5V로, 최대는 VCC – 3V으로 제시하고 있다. 실물 기기의 Vcc가 14.1V이므로 Max.는 14V – 3V ≒ 11V이다. 그외 전압의 크기를 결정하는 RS 저항값을 산출하는 이런 저런 이야기들이 있고…

요점은 MPX IC #11핀 전압이 5.5V~11V이면 VCO Stop Mono상태가 된다는 것인데 실제 회로는 어떨까? 관측을 하여 보니…

○ Stereo Mode : 트랜지스터 Base=0.63V, Collector=0.0370V,  #10=3.04V, #11=2.95V, #15=2.99V
○ Mono Mode : 트랜지스터 Base=0.63V, Collector=0.0415V  #10=1.75V, #11=2.85V, #15=3.00V

#10에 전압변화(이것은 진작에 파형으로도 확인했다)가 있다 한들, 역시나 콜렉터 전압이 0V 근접이라 트랜지스터는 동작할 수가 없다. #11번이 모두 근사한 값을 보이고 있으니 1) MPX IC가 이상하거나 2) D301 다이오드가 이상하거나. 그런데 D301은 진작 가볍게라도 단품검사를 진행한 바 있다. 그 뻔한 도통검사에서 놓칠 것이 있을까?

D301이 정상이라면 남은 것은 MPX IC불량 밖에 없다. 참으로 수용하기 힘든 결론이다. 구형 MPX IC를 어찌 구할 수 있겠는가?

■ 불량 다이오드 외

더 이상은 어찌할 수 없는 지경이라 판단하고 D301, C310, C313 그리고 펄스를 다루는 MPX IC 내부의 교호작용에 의하여 혁신적인 변화(?) 그러니까 0.0001% 확률의 증상 개선을 기대하며 불량한 D301, 괜한 Q313을 교체하였다. 이쯤하면 “에라~ 모르겠다”는 식이다.

(작업 중 다이오드를 분리하여 재측정했다. 순방향 -0.7235M오움. 마이너스라니… 참 이상하다)

(TR을 다이오드처럼)

사실 Q313 대체는 별 기대가 없었으되 불량한 다이오드 대체는 기대할 만 했는데 증상의 개선은… “없다”. 이제는 MPX IC 불량으로 간주하고 뚜껑을 덮을 때가 되었는가?

■ MUTE TRIGGER 회로 추적

성격상 이런 뚜껑덥기는 너무 찝찝하다. 일단, 몇 가지 모호했던 것들이라도 확인해야겠다. 질문을 정리하자면…

○ 무조건 Mute가 걸리는 이유는?
○ Q313 베이스 전압은 0.6V, 콜렉터는 0V, 에미터는 GND 연결상태로는 동작불능인데 어떻게 동작한다는 것일까?

마란츠 ST-54 회로도를 살펴보니 Q311, Q312가 모종의 트리거 신호를 받아 Q307, Q308, Q309, Q310으로 구성된 Mute 회로를 제어한다. 실제로 Q312의 베이스 전압은 15.2V, 에미터 전압은 15.3V이고 전면 모드 절환에 따라 콜렉터 전압이 15.3V/0V 토글되고 있다.

(TOKO KB4437 MPX IC를 쓴 마란츠 ST-54 회로)

이제 Q312를 제어하는 Q311 베이스 연결 라인을 따라가 보면 Stereo 모드에서 무조건적인 Mute를 만들어 내는 원인을 찾게 될 지도 모른다.

ST-64 회로도를 보니 1) Connector로 표현된 어떤 조작신호에 의한 Mute, 2) 전원부 Pop 노이즈 제거를 위한 Mute 두 가지가 있다. 마란츠 ST-64와 현물 기기가 너무 많이 달라서 심하게 부실한 ST-54 회로도를 다시 꺼내들고 틀어진 조각들의 아귀를 맞추고 끙끙댄 끝에 R819 저항 → Q311 베이스 → Q312 → Mute 트랜지스터들로 회로가 구성되어 있음을 알아냈다. LA-3410이 기표된 번듯한, 풀 버전회로가 있다면 이렇듯 쥐어짜기 궁리를 하지 않아도 될 것인데… 어쨋든, 그 R819를 제어하는 것은?

아래는 포토-샵으로 재구성한 ST-54 회로도. Mute 트리거 조건은 A, B, C 세 가지 라인들의 조합에 따라 달라진다. B는 R819와 연결되어 있다. C는 전원부쪽 D810에 연결되어 있다. A는… 회로 일부가 미표기된 상태. QA207, Q214 조합 회로쪽인지, SCAN Mute 회로쪽인지 아니면 전혀 엉뚱한 쪽인지 판단불가.

실물에 있어서 1) R819 연동(Power On)은 진작 확인하였고 2) D810은 단품검사를 해보니 정상이다. (도통테스트+통전상태 양 끝 전압 0.7V+제거시 컨트롤러 Reset) 남은 것은 A라인. 이쪽은 R291과 Q311 베이스의 패턴들이 만나는 지점에서 탐색을 시작하면 되겠다.

(시간이 흐른 후)

뭐 이런 경우가 다 있는지? 실물 기기에 QA07, Q214가 없다. R291도 없다. 그러므로 실낱같은 희망인 A라인 자체가 없다. 황당하게도 ST-54, ST-64 회로도가 무용지물이다. 이런 식이라면… Q311 베이스에서 출발, 많이 끙끙대면서 R819 연결라인을 제외한 다른 패턴들을 추적해야 한다. 아휴~

■ Q311 BASE 앞의 바다는…

D810은 앞서 MCU Reset을 걸 만큼 잘 작동하고 있다. R819에 연결된 Q311을 제거하면 선국할 때 틱틱~! 소리가 들리는, 매우 당연한 반응을 보인다. 뻔한 이야기로서 ‘마이크로 컨트롤러 제어에 의한 Mute’는 정상 작동 중이다.

(시간이 흐른 후)

그리고 나서 생각했던 패턴 따라가기 작업을 시작했는데… 무슨 올-라운드 플레이어도 아니고 기판 왼쪽에서 반대편으로, 다시 아래쪽, 위쪽으로…점퍼, 패턴, 점퍼, AM 섹션 QA08을 거치고 요리 조리 맴도는 패턴, 점퍼, 패턴에 그만 지쳐버렸다. (서비스매뉴얼 패턴 이미지가 있으면 안해도 되는 일)

잠시 넋 놓으며 바라보았던 PCB가 급기야 절대 건너지 못할 망망대해처럼 보이기 시작하고…

(내용추가 : C라인은 D810과 MCU #31핀 ‘MUT’에 연결되어 있다. 전원 Pop Noise 대응과 MCU에 의한 적절한 뮤트제어 관점에서 자연스러운 일)

의심 가는 곳, 미심쩍다 싶은 것들이 휙휙 머리 속에서 스쳐 지나가고 “마이크로컨트롤러 신호선 문제일까?”라는 확장된 상상에, 괜한 성질머리에 “죽기 살기로 끝까지 가봐야지!” 마음을 추스리지만 제대로 된 회로도 없이, 아무리 뒤져도 나오지 않는 마이크로컨트롤러 정보의 부재(ST-64, ST-54, 눈 앞 현물이 각기 다르다) 무시하고 막무가내 진행하는 것은 무모하고 너무 진 빠지는 일이다.

남아 있는 시간도 없고… 안타깝지만 작업은 여기까지만! 비록 모노라지만 검파코일 수리로 소리 잘 나오게 만들었다는 사실에 만족해야겠다. 판단 즉시 뚜껑 덮고 나사 조임.

영 찜찜해서… 일 하다가 가볍게 타 모델들의 MPX 설계사례를 탐색해 보았다.

다음은 LA-3410을 쓰는 Harman Kardon HK3300 회로도. Q705 동작전원 공급 그리고 IC #11번에 대한 전류흐름이 합리적이고 또 타당하다. 그렇다면 Q313이 NPN형이 아니고 PNP였다는 말인가? PNP라면 말이 되는데… 현재는 NPN형. 아하! 이게 도대체 어찌된 일인지? 퇴근 후 딱 한 번만 더 나사를 풀어야겠다.

(시간이 흐른 후)

어허? 갑자기 스쳐지나간 생각. “NPN이 맞다!” 그게… 위 회로도에서는 #11번 핀 연결 Feeding하고 있지만 현실에서는 콜렉터가 #10번 핀에 연결되어 있고 확실히 GND에 에미터가 연결되어 있었다. 콜렉터 전압은 MPX IC로부터 공급될 수 밖에 없는 구조였는데, 그리고 Sanyo IC 데이터-시트는 2.7V를 언급하고 있음에도 현실에서는 1.7V에 불과하여 MPX IC 고장을 의심했던 것이 기억이 났다. 아무래도 안되는가보다?

(시간이 흐른 후)

성향상 꽤 찜찜했던 하루. 집에 돌아와 앞선 D301 검사/대체 사례를 반추해보았다.

1. 리드선 하나 들어내고 멀티미터 다이오드검사 모드로 1) 방향성 측정하고 2) 순방향 표시전압이 0.6~0.7V이기에 문제없다 판단했는데 이후 들어낸 부품의 저항값은 -0.7235M오움이라는, 정말 말도 안되는 값이었던 게 기억났다.

2. 한편, 이제까지 IC #10번 핀에 연결된 트랜지스터 Q313이 VCO STOP을 제어한다고 당연하게 생각해왔는데… 아뿔싸! 그 용도는 다른 데 있고 실제는 IC #11/D301에 연결된 DA11 다이오드의 종단전압에 의해 제어된다. 완벽한 착각에, 탐색의 방향도 잘못 설정되었다.

이상은 D301 사례에서처럼 평범한 단품검사를 피해나간 ‘얼렁뚱땅 불량 다이오드’가 모든 문제의 원인일 수 있다는 쥐어짜기식 추정이다.

이른 아침, 무조건 DA11을 교체해보기로. 전압관련 이슈이므로 스테레오 점등되면서 강제뮤트 증상이 함께 사라질지도 모른다. 아무튼… 빨간색 스테레오 램프를 보면 속이 후련하겠다. 아니라면? 깨끗이 포기한다. 어차피 치과진료 마지막 날이니까.

(다음 날) 결론은 “아무런 개선 없다” 이때의 전압은 MPX IC #10 1.64V, #11은 2.08V(=DA11 애노드), DA11 캐소드는 1.42V. 판단컨데 1) VCO STOP 전압이 0V이거나 High 볼트여야 하고 2) 그것은 DA11를 넘어서 있는, 문제의 원인인 무엇인가가 제어하는 것이다. 어쩌면 MPX IC 고장일 수도 있다. 확인을 위해 D11에 강제로 전원을 넣어볼까 생각했으나 무슨 일 생길지 몰라서 포기.

앞으로는 혼자 놀기가 아니라면, 실물에 딱 맞아 떨어지는 풀버전 회로도가 없다면 튜너는 절대로 기기 뚜껑 열지도 말아야겠다는 각오. 이상 끝.